§5焦耳定律【典型例题】【例1】将A,B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是(D)A,若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮B,若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮C,若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮D,若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的,而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,只有通过灯泡的电流大,灯泡两端的电压大,不能得到灯泡实际功率大这一结论,电流做功多,同样不能确认实际功率大.【答案】D【例2】额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8,正常工作时,电动机每秒放出的热量为为1280J,则电动机正常工作时的电流强度为多大?每秒有多少焦的电能转化成机械能?【解析】电动机电路为非纯电阻电路,输出电动机的电功率,一方面转化为机械功率输出,另一方面转化为线圈电阻的发热功率,正常工作时,通过线圈的电流即为正常工作电流,由焦耳定律Q=I2Rt得1280=I2×0.8×1解得I=40A由能量转化和守恒得P输入=P机+P热P机=UI-I2R=8800-1280=7520J【例3】某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动.电动机的最大输出功率为4.9kW,不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少?(设人的平均质量为60kg,g=10m/s2)【解析】因为电动机有最大输出功率,这就决定了自动扶梯载人也有最大限额.从功率关系来看,电动机的输出功率,⑴提供扶梯自身运动所需功率;⑵转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率.设:可同时乘载的最多人数为n人,此时电动机处于最大输出功率状态,扶梯本身向上运动所需功率为:P1=IU=5×380W=1900W=1.9kW电动机的最大输出功率为P,个人以恒定速率v=0.4m/s随扶梯向上运动所需功率为:nP2=P-P1=(4.9-1.9)kW=3.0kW所以,载人的最多人数是:n=P2=mgvsinθ3.0×103160×10×0.4×2=25个注意:扶梯对人的支持力竖直向上,而人的运动方向与水平面有一夹角θ,故克服重力的功率为P=mgvsinθ,而不是P=mgv【基础练习】一,选择题:1,在下列用电器中,那些属于纯电阻用电器:()A,电扇和电吹风B,白炽灯,电烙铁和电热毯C,洗衣机和电冰箱D,电解槽2,关于电功,下列说法中正确的有:()A,电功的实质是电场力所做的功B,电功是电能转化为其他形式能量的量度C,电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D,电流通过电动机时的电功率和热功率相等3,在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是()A,在任何电路中,电功UIt=I2RtB,在任何电路中,电功为UIt,电热为I2RtC,在纯电阻电路中,UIt=I2RtD,在非纯电阻电路中,UIt≥I2Rt4,若A灯标有"220V60W"灯标有"220V100W",B,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是()A,当通过两灯的电流相等时,A灯比B灯亮B,当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮C,当加在两灯的电压相等时,A灯比B灯亮D,当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮5,为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半,可行的办法是()A,使通过它的电流减半B,使两端的电压减半C,使电炉的电阻减半D,顾蕉说牡缪购偷缱杈醢?6,有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡把灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是()A,灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮B,灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗C,灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变亮D,灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变暗二,填空题:7,一个电阻为20的导体,当它每通过3C电量时,电流做功18J,那么此导体两端所加电压为V,通过3C电量的时间为s.8,有一电风扇标有"220V55W",若电风扇的电动机线圈电阻为8,当它正常工作时,电源供给的电功率是W,转化为风的电功率是W,电动机的发热功率是W.9,设通过某电阻R的电流为I,则对应每一个定向通过R的电子(电荷量为e),电场力所做的功为.三,计算题:10,某滑动变阻器上标有"20,0.2A"的字样,现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上,并保持电压不变,如图所示.在P由B端向A端移动的过程中,AP端电阻允许消耗的最大功率是多少?这时AP段的电阻